荧光的解释

栏目:古籍资讯发布:2023-10-07浏览:4收藏

荧光的解释,第1张

荧光(fluorescence)是一种光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出出射光(通常波长比入射光的的波长长,在可见光波段);而且一旦停止入射光,发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。一般以持续发光时间来分辨荧光或磷光,持续发光时间短于10-8秒的称为荧光,持续发光时间长于10-8秒的称为磷光。在日常生活中,人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光。

荧光产生的微观机制

具有荧光性的分子吸收入射光的能量后,其中的电子从基态(通常为自旋单重态)跃迁至具有相同自旋多重度的激发态,即,这里h =普朗克常数,= 入射光光子的频率。处于激发态的电子可以通过各种不同的途径释放其能量回到基态。比如电子可以从经由非常快的(短于秒)内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态:,紧接着从以发光的方式释放出能量回到基态:,这里发出的光就是荧光,其频率为。由于激发态的能量低于,故在这一过程中发出的荧光的频率低于入射光的频率。荧光态的寿命为至秒,这就是前面提到的"立即"退激发的具体含义。通常电子从激发态跃迁至的内转换过程非常的快,而且产生荧光的物质的分子可以通过所谓的振动弛豫过程很快地(约秒)经由碰撞达到热平衡,这两个效应使得绝大部分荧光源自于振动基态。总结产生荧光的反应过程为:

电子也可以从激发态经由系间跨越过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态(通常为自旋三重态),再经由内转换过程无辐射跃迁至激发态,然后以发光的方式释放出能量而回到基态。由于激发态和基态具有不同的自旋多重度,这一跃迁过程是被跃迁选择规则禁戒的,从而需要比释放荧光长的多的时间(从秒到数分钟乃至数小时不等)来完成这个过程;而且与荧光过程不同,当停止入射光后,物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光直到所有的电子回到基态。这种缓慢释放的光被称为磷光。

以上提到的电子退激发的机制可以用Jablonski 图来表示。

荧光物质的量子效率定义为出射荧光光子数和入射光光子数的比。

此外,就发光细胞而言,荧光的产生是一种氧化反应,因此必须在有氧气的环境下方能进行。细菌细胞中会产生一种发光酵素(luciferase)及醛类发光基质,而经由氧气与能量物质的参与,共同反应而发出荧光;与萤火虫的发光反应很类似。只是二者不同之处在于能量的供应有所不同;萤火虫的发光能量来自三磷酸腺苷(ATP),而细菌的发光能量则来自黄素单核苷酸(FMNH2)。细菌发光的反应式如下。

由于醛类发光基质受到氧化,反应后成为一种酸类,且FMNH2亦氧化成为氧化态的FMN,因此这在化学反应上而言是一个氧化及释放能量的过程,而释放出的能量便是以发出荧光的形式表现出来。事实上,自然界中(尤其是海洋中)存在着许多发光细菌,但因这些细菌的分布不够密集,其微弱的发光现象便因亮度不够而被我们忽略了。而唯有当大量发光细菌聚集在一起共同发光时,才能形成我们肉眼可以观看到的发光现象。这也是为什么通常只在具有发光器的海洋动物中才观察到生物荧光的原因(发光器中聚集共生著高密度的发光细菌)。

自然界中的荧光现象

含有稀土元素的矿物萤石和方解石

极光也是高层大气中的萤光现象。

此外,萤火虫会利用自身一些发光细胞的生化反应,产生肉眼可见的荧光用来达到传达讯息及求偶的目的。这种生物性的发光现象我们称之为“生物荧光”。在大自然中,除了萤火虫外,尚有许多其他生物可发出生物荧光,例如原生动物、真菌、甲壳类生物、昆虫、乌贼、水母、低等植物以及细菌等。这些发光的生物中有的是靠自身细胞的生化反应而发光,有些则是靠共生的细菌来发光。

这是一种正常的荧光现象,荧光现象是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光(通常波长在可见光波段)。所以这没有什么特殊的,同样瓷器也没有什么特殊的,荧光现象不是瓷器的特性,在瓷器鉴定中没有任何意义。谢谢

2 激发光:激发光是指物体需要外部光源的激发才能发出光。这种夜光多见于一些材料和化合物中,如夜光手表、夜光贴纸等。

夜光的应用非常广泛,如夜光表、夜光贴纸、夜光手电筒等。此外,夜光还可以用于安全标识、交通标志、航空标志等领域。

夜光的发光原理与材料的分子结构有关。夜光材料中的分子能够吸收外部光源的能量,然后将这些能量转化为分子内部的激发能量,使分子处于激发态。当分子回到基态时,会释放出激发能量,产生光子,从而发出光。这个过程称为荧光。

总之,夜光的发光原理是通过吸收外部光源的能量,将能量转化为分子内部的激发能量,从而产生光子发出光。夜光的应用也非常广泛,为人们的生活带来了很大的便利。

三、夜光材料的种类

夜光是指在光线暗淡或完全黑暗的环境下,物体仍然能够发出光的现象。夜光的发光原理一直是人们所关注的话题。下面,我们来探究一下夜光的发光原理。

美国通用公司在1938年首次将荧光灯推向市场。早在1900年,欧美的一些科学家就发现,当一些物质被紫外线照射时会发出荧光。当时,一个名叫彼得·库珀·休伊特的美国发明家曾研制出一台低压汞放电器,他用各种染料做试验,试图获得白光而不是蓝光。通用公司的乔治·英曼后来获得了汞照明灯的专利权,这种灯可以产生大量的紫外光,从而可以引发荧光现象。荧光在特殊敏感材料如硅酸盐、钨酸盐中会可以产生各种色度的白光。二战期间,荧光灯首次在英国出现。

荧光是一种自然现象,是物质在特定条件下所表现出来的物理现象。荧光的产生受到了多种因素的影响,下面我们具体来看一下。1荧光物质的种类

荧光物质的种类不同,其荧光强度以及荧光颜色也不同。例如,荧光染料的种类不同,会导致其荧光颜色不同。

                                   

2激发光波长

荧光的产生是通过接收激发光的能量转化为荧光的能量而产生的。不同的荧光物质需要不同波长的激发光才能产生荧光。在光谱上,这个波长被称为荧光吸收峰。

                                   

3激发光的强度

激发光的强度会影响荧光的产生。当激发光的强度太低,就无法激发荧光物质产生荧光,而当激发光的强度太高,就会导致荧光物质过度激发,产生自发发光而不是荧光。

4溶液的浓度

荧光物质在溶液中的浓度也会影响荧光的产生。如果荧光物质的浓度过低,就无法产生足够的荧光;而如果浓度太高,就可能会出现荧光淬灭的现象。

5温度

温度对荧光的产生也有影响。荧光物质在高温度下会发生非辐射跃迁,产生热能,从而使荧光强度下降,甚至消失。因此,在荧光实验中需要控制温度。

总之,荧光的产生是受多种因素的影响的。研究这些因素对荧光的影响,有助于调节荧光的强度和颜色,提高荧光的应用价值。

荧光的解释

荧光(fluorescence)是一种光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射,吸收光能后进入激发态,并且...
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